По своему определению рекуперация –
возвращение части энергии или материалов для их повторного использования во
время одного и того же процесса.
Если говорить об автомобилях, то существует два основных вида рекуперации – кинетическая рекуперация за счет энергии торможения (KERS) и система рекуперации тепла.
Рекуперативное
торможение
Это вид торможения, в котором та энергия,
которая выделяется тяговыми электродвигателями (они работают в режиме
генератора), возвращается в сеть. То есть становится генератором той
кинетической энергии, которая выделяется во время торможения. Она возвращается
в мотор. На гибридных автомобилях рекуперация торможения используется для
подзарядки аккумуляторов.
На
легковых автомобилях
Благодаря современным энергосберегающим
веяниям появляется все больше гибридных автомобилей. Для увеличения их пробега
используют систему рекуперативного торможения (KERS). Примеры - Chevrolet Volt и Toyota Prius.
На некоторых автомобилях батарея для
зарядки при торможении установлена отдельно для питания периферийных систем,
таких как мультимедийные и климатические. В частности, это использовалось в
машинах Ferrari.
При этом для движения по-прежнему использовался бензиновый двигатель. В итоге
это позволяет экономить топливо.
Тем не менее, система рекуперации при
торможении подвергается критике. Тормозной путь обычного автомобиля, даже в
городском режиме с частыми разгонами-торможениями, очень мал. Соответственно,
батареи не успевают нормально зарядиться. Вот и выходит, что экономия достигает
каких-то доль процента, и использовать ее нецелесообразно ввиду серьезного
усложнения конструкции. К тому же, система не решает проблему торможения (все
равно нужно использовать обычный тормоз).
Поэтому более эффективно использование
рекуперации энергии торможения в метро и пригородных поездах (электричках).
Использование
в автоспорте
В 2009-ом году на некоторых автомобилях
появилась система KERS,
которая призвана была развивать это направление в автомобилестроении.
Но, как оказалось, на большинстве трасс
машины, обладающие KERSом,
не имели преимуществ, а поэтому в целях сокращения расходов в 2010 ее
применять не стали. В 2011-ом, в связи с
изменением в регламенте, система вернулась, но теперь уже для всех. По состоянию
на 2013 год KERS есть
абсолютно у всех команд. Его мощность ограничена 60 киловатт, при этом
использовать его можно не более чем 6,67 с на круге. Правда, довольно часто эта
система отказывает. Преимущество разное в зависимости от типа трассы, от 0,2 до
0,6 секунды на круге. Учитывая плотность результатов, это показатель довольно
немаленький.
В 2014-ом году в Формуле-1 будут новые
турбомоторы, которые будут в обязательном порядке иметь рекуперативную систему.
Мощность их будет 160 киловатт, а использовать их можно будет 33 секунды на
круге.
Кроме того, систему рекуперации энергии
торможения используют и в гонках на выносливость.
Рекуператор
тепловой энергии
Теплообменник, использующий тепло газов.
Бывают прямоточные, противоточные и пр.; по форме – ребристые, пластинчатые,
трубчатые и пр.
В принципе, используются они в основном
на производствах. Говорить об их автомобильном назначении можно лишь в свете
турбомоторов, которые будут использоваться в Формуле-1, начиная с 2014-го года.
В них система рекуперации будет именно тепловой.
Системы рекуперации в автомобилестроении
помогают экономить топливо. Без сомнений, это шаг в будущее, переход на
альтернативные источники.